Engineering of Clostridium thermocellum for Heterologous Gene Expression and Secretion

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  • Clostridium thermocellum による異種遺伝子発現と発現タンパク質の分泌

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抄録

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Recent studies have shown that a cellulolytic bacterium, Clostridium thermocellum, can be genetically modified. However, strong expression of heterologous genes and secretion of their proteins in this organism are difficult. In the current study, we report that a gene expression cassette including the cellobiose phosphorylase gene promoter, the hypoxanthine phosphoribosyl transferase gene terminator from C. thermocellum, and the ribosome-binding site and histidine-tag sequence from pQE30, led to the expression of a heterologous gene: aldehyde deformylating oxygenase. Additionally, fusion of the signal peptide and cohesin domain of a cellulosome-scaffolding protein was sufficient to cause extracellular secretion of aldehyde deformylating oxygenase.

セルロース系バイオマス分解細菌Clostridium thermocellum の異種遺伝子発現事例はいくつか報告されているが，発現タンパク質の分泌は達成できていない。私たちは，C. thermocellum ゲノムDNA 由来のセロビオースホスホリラーゼ遺伝子のプロモーター，ヒポキサンチンポスホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子のターミネーター，プラスミドpQE30 由来のリボソーム結合部位，ヒスチジンタグからなる遺伝子発現カセットによって，アルデヒドデホルミレーティングオキシゲナーゼ遺伝子をC. thermocellum で発現させることができることを明らかにした。加えて，C.thermocellum のセルロソーム骨格タンパク質のシグナルペプチドとコヘシンを付与することによって，発現したアルデヒドデホルミレーティングオキシゲナーゼを細胞外へ分泌させることができることを示した。

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